La energía y el medio ambiente

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La energía y el medio ambiente
Objetivos
Antes de empezar
En esta quincena aprenderás a:

Conocer las distintas fuentes
de energía de las que
dispone el ser humano

Conocer
las
transformaciones
energía.

distintas
de
la
Conocer los efectos que
causa el uso de la energía
sobre el medio ambiente, así
como promover un uso
racional de la energía.
1.La energía en la vida cotidiana...... pág. 2
La energía
¿Dónde se encuentra la energía?
Transporte de energía
Conversión de la energía
Uso de la energía
2.La transformación de la energía...... pág. 10
Las máquinas
La energía de las máquinas
Máquina de vapor
Motor de combustión interna
3.Las fuentes de energía................. pág. 24
Energías renovables
Energías no renovables
4.Energía y desarrollo sostenible...... pág. 31
Impacto ambiental
Consumo de energía
Desarrollo sostenible
Ejercicios para practicar ................. pág. 43
Resumen...................................... pág. 45
Para saber más............................. pág. 47
Autoevaluación.............................. pág. 49
Soluciones.................................... pág. 50
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La energía y el medio ambiente
1. La energía en la vida cotidiana
Contenidos
1.1. La energía
El ser humano desde siempre, ha buscado formas de utilizar la energía para obtener una mejor
calidad de vida.
El hombre utiliza la energía del viento en velas, molinos y aerogeneradores. Construye
centrales eléctricas
que producen electricidad a partir de las corrientes de agua o de las
reacciones nucleares. Aprovecha la energía radiante del Sol para calentarse o para producir
electricidad. Utiliza la energía química almacenada en los alimentos para su sustento diario y la
energía de los combustibles para mover todo tipo de vehículos.
La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para producir
cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.
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Actividad 1
Contenidos
Escribe en cada cuadro la fecha correspondiente.
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Contenidos
1.2. ¿Donde se encuentra la energía?
Algunas
fuentes de
energía están
instaladas en los tejados y azoteas de
nuestras casas (paneles solares).
Otras las encontramos en los montes, en
los ríos y en las costas de nuestra región
(aerogeneradores, saltos de agua y
molinos de marea).
Sin embargo, el carbón, el petróleo, el
gas natural o el uranio se encuentran en
minas situadas en países lejanos.
Hoy en día casi toda la energía que utilizamos proviene de tres grandes
fuentes: el Sol, la fisión nuclear y la materia orgánica fósil.
¿DÓNDE SE ENCUENTRA LA ENERGÍA?
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1.3. Transporte de la energía
Contenidos
La energía de los paneles solares instalados en
tejados y azoteas tiene uso directo, por
ejemplo calentar agua.
La
electricidad
que
producen
los
aerogeneradores, molinos de marea y saltos de
agua se conecta con la red eléctrica para su
uso y aprovechamiento.
Las fuentes de energía son sustancias
naturales, fenómenos atmosféricos como el
viento, movimientos de agua... De ellas, el
ser humano puede extraer energía para
realizar un determinado trabajo u obtener
alguna utilidad.
El carbón, el petróleo, el gas natural o el uranio
deben ser transportados en barcos, trenes,
oleoductos o gasoductos y deben ser
procesados para su uso final.
●
El petróleo
Miles de petroleros, algunos enormes,
recorren sin parar los océanos del mundo
llevando el crudo que necesita la
economía mundial.
Una vez en las costas, el crudo se
descarga
en
refinerías
donde
se
transforma en gasolina, queroseno,
gasóleo, lubricantes, fuel y alquitrán.
Productos que serán transportados a sus
destinos por carreteras u oleoductos.
El principal problema del transporte de
crudo estriba en su peligrosidad. Los
accidentes en los oleoductos y los
vertidos en el
mar son un grave
problema. En los últimos treinta años,
las costas de Galicia han sufrido tres
vertidos de los petroleros catastróficos
Urquiola, Mar Egeo y Prestige.
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La energía y el medio ambiente
●
El gas natural
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Contenidos
El
gas
natural
necesita
poca
transformación para ser utilizado en sus
destinos finales tanto en la industria
como en los hogares. En ocasiones, es
necesario filtrarlo de impurezas o reducir
su grado de humedad.
Una vez que está listo, comienza su largo
viaje a partir de los yacimientos hasta
las grandes estaciones de distribución en
el país de destino.
Buena parte del gas natural que
consume España parte de Hassi R’mel
(Argelia) y llega a Cádiz mediante un
gasoducto que reparte el gas por la
península. Otro ramal va desde Francia
hasta el País Vasco.
Otra parte del gas se transporta en forma de Gas Natural Licuado (GNL). Para transportarlo de
esta forma es necesario enfriar y comprimir el gas hasta que pasa al estado líquido, a
continuación se carga en buques metaneros, que depositan su carga en estaciones de
regasificación. De ahí, el gas natural reconstituido se inyecta en la red final de distribución.
●
El carbón
Los bajos precios del carbón en las
explotaciones a cielo abierto y la
exigencia de quemar combustibles bajos
en azufre en las centrales térmicas han
impulsado el comercio mundial de
carbón desde países lejanos.
En España, las centrales térmicas se han
construido para aprovechar el carbón de
las cuencas mineras próximas, como As
Pontes en la Coruña o Andorra en Teruel,
pero también se pueden alimentar de
carbón extraído a miles de kilómetros de
distancia. El carbón requiere poca
transformación para su transporte como
energía primaria.
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Contenidos
Para mejorar la calidad, el carbón se criba y se lava antes de cargarlos en barcos o trenes. Se
obtiene así un mineral de calidad uniforme libre de impurezas y cuerpos extraños.
El transporte del carbón a larga distancia puede ser rentable económicamente pero en
términos de eficiencia ambiental es un desastre.
●
Combustibles nucleares
El transporte del combustible nuclear
entre las minas de uranio y los reactores
es un proceso controlado por los
gobiernos y por la OIEA (Organismo
Internacional de Energía Atómica).
El mineral de uranio se tritura y se
enriquece. El subproducto que queda se
emplea para fabricar munición de guerra
ya que su enorme densidad le da un alto
poder de penetración.
Las pastillas de uranio
enriquecido
comienzan su viaje hacia las centrales
nucleares rodeadas de excepcionales
medidas de seguridad.
Además, cada gramo de material es controlado, para evitar su uso por parte de grupos
terroristas o de gobiernos no autorizados para usar la energía nuclear.
1.4. Conversión de la energía
La energía en bruto se convierte en energía utilizable en su destino final en diversas
instalaciones como las refinerías de petróleo, las centrales térmicas de gas, de carbón o de fuel
y las centrales nucleares.
Los principales tipos de energía final son:gasóleos y gasolinas,
hulla y antracita, gas natural canalizado, electricidad, biomasa y
calor solar.
La energía final, apta para ser utilizada en todas las aplicaciones que demanda nuestra
sociedad, debe ser transportada mediante complejas redes de distribución a millones de
hogares, millones de vehículos, decenas de miles de industrias, etc.
Más de 80% de la energía que se consume en España pasa por
estas instalaciones.
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Contenidos
Camiones cisterna, furgonetas de reparto de bombonas, tendidos eléctricos y tuberías son
algunos de los caminos que sigue la energía final hasta su destino.
Refinería de petróleo de San Roque (Cádiz)
Una refinería es una planta industrial destinada al
refino del petróleo. Mediante un proceso de
destilación se obtienen diversos combustibles
(gasolina, gasóleo y keroseno) capaces de ser
utilizados en motores de combustión.
Central nuclear de Davis Besse (Ohio-USA)
Una central nuclear es una planta industrial que
genera energía eléctrica a partir de la energía
liberada en forma de calor, normalmente mediante
la desintegración de átomos de uranio.
Central térmica de Badalona (Barcelona)
Una central térmica es una planta industrial que
genera energía eléctrica a partir de la energía
liberada en forma de calor, normalmente mediante
la combustión de combustibles fósiles como
petróleo, gas natural o carbón.
Tren de cisternas de gasolina (Australia)
Sistema de suministro de combustible.
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Contenidos
1.5. Uso de la energía
Los usos de la energía son tan variados
como las actividades humanas.
Necesitamos energía para la industria,
para
el
transporte
por
carretera,
ferrocarril, marítimo o aéreo, para
iluminar las calles, oficinas, comercios y
hogares, para los electrodomésticos que
nos hacen la vida más fácil, para los
aparatos multimedia, para la agricultura,
para las telecomunicaciones, para mandar
los cohetes al espacio...
Es difícil imaginar nuestra vida cotidiana
sin disponer de energía.
En realidad no necesitamos “energía”, sino el
trabajo que nos presta.
Actividad 2
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Contenidos
2. La transformación de la energía
2.1. Las máquinas
Una máquina es un conjunto de aparatos combinados que transforman la energía en otra
forma más adecuada produciendo un efecto determinado.
Una máquina es un artificio para aprovechar, dirigir o regular la
acción de una fuerza.
Todas las máquinas se caracterizan por realizar funciones que nos son útiles y que necesitan
energía para funcionar.
Las máquinas hacen funcionar una herramienta, sustituyendo el
trabajo del operario.
Las máquinas se pueden clasificar en:
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Contenidos
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Contenidos
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Contenidos
Actividad 3
2.2. La energía de las máquinas
Las primeras máquinas construidas por los seres humanos utilizaban fuentes de energía
naturales: el viento, las corrientes de agua, el calor del Sol, la combustión de la leña o el
esfuerzo de animales o del propio ser humano.
Pero a finales del siglo XVIII con el invento en Inglaterra de la máquina de vapor, la energía
más usada era la proveniente de la combustión de la hulla. Esta fuente de energía moverá
las máquinas de vapor de las fábricas, de los ferrocarriles y calentará los hogares.
Con posterioridad, se perfecciona la tecnología para extraer el petróleo llegando a ser mas
barato que el carbón. Esta fuente de energía moverá los motores de combustión interna, los
coches empiezan a fabricarse en serie. Es la energía que mueve casi todos los transportes.
El uso de estas fuentes de energía (carbón y petróleo) producen
espesos y malolientes humos y hoy en día constituyen un
problema mundial por sus efectos sobre el medio ambiente.
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Contenidos
LA ENERGÍA DE LAS MÁQUINAS
Máquina de sangre, movida por el esfuerzo
de un animal
Máquina movida por la energía del agua
Máquina movida por el la energía del sol
Máquina de vapor
Máquina movida por la energía del
viento
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2.3. La máquina de vapor
Contenidos
Como hemos visto en la Quincena 2 sabemos que todos los cuerpos poseen energía interna
debido a la energía cinética de sus partículas. Cuanto mayor sea la temperatura mayor será la
energía térmica de las partículas y por lo tanto, estas se moverán a mayor velocidad.
Cuando a un sólido se le da calor, aumenta la energía térmica de su partículas y éstas vibran
con más velocidad. Cuando su velocidad es lo suficientemente grande ya no pueden
mantenerse juntas y se separan. Así el sólido va pasando a estado líquido o gaseoso. Lo
contrario pasa cuando un gas pierde calor, sus partículas pierden energía y pueden terminar
juntándose dando lugar a sólidos o líquidos.
La energía térmica se debe al movimiento de las partículas que
constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá
menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura.
La energía térmica obtenida por la combustión de los combustibles se puede transformar,
utilizando un motor térmico, en energía eléctrica en una central termoeléctrica o en trabajo
mecánico en un motor de automóvil, avión o barco.
La máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de
una cantidad de vapor de agua en energía mecánica.
Un motor de combustión externa es una máquina que realiza la
conversión de energía calorífica en energía mecánica mediante
un proceso de combustión que se realiza fuera de la máquina.
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Contenidos
●
Esquema de una máquina de vapor
La máquina de vapor es un motor de combustión externa, que transforma la energía térmica
contenida en el vapor de agua, en energía mecánica.
El vapor de agua generado en una caldera cerrada produce la expansión del volumen de un
cilindro, que empuja a un pistón. Mediante un balancín, el movimiento de subida y bajada del
pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las
ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico.
Una vez alcanzado el final de la carrera, el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el
vapor de agua.
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●
La energía y el medio ambiente
Máquina de vapor de Newcomen (I)
Contenidos
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●
Máquina de vapor de Newcomen (II)
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Contenidos
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2.4. Motor de combustión interna
Contenidos
Es una máquina que obtiene energía mecánica de la energía química producida por un
combustible que arde dentro de una cámara de combustión. Veamos a continuación el
funcionamiento de un motor de cuatro tiempos
Tiempo de admisión:
El aire y el combustible mezclados entran por
la válvula de admisión.
Tiempo de compresión:
La mezcla aire/combustible es comprimida y
encendida mediante la bujía.
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Contenidos
Tiempo de expansión y combustión:
El combustible se inflama y el pistón es
empujado hacia abajo.
Tiempo de escape:
Los gases de escape se conducen hacia fuera a
través de la válvula de escape.
Los gases producidos en la combustión se encargan de presionar
el émbolo transformando la energía térmica en trabajo.
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Contenidos
●
Rendimiento de un motor de combustión interna
El rendimiento o eficiencia de una máquina térmica es la relación entre la energía que
deseamos obtener de dicha máquina (trabajo realizado) y la energía consumida en su
funcionamiento (energía suministrada).
En los automóviles, el rendimiento oscila entre el 20-25 % de la energía suministrada. Es decir
el 75% de la energía suministrada se libera a la atmósfera en forma de calor.
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Contenidos
3. Las fuentes de energía
3.1. Energías renovables
Son energías que no presenta problemas de agotamiento.
Las fuentes de energía renovables son aquellas que, tras ser
utilizadas, se pueden regenerar de manera natural o artificial.
Algunas de estas fuentes renovables están sometidas a ciclos que se mantienen de forma más
o menos constante en la naturaleza.
Existen varias fuentes de energía renovables, como son:
 Energía hidráulica (embalses y presas)
 Energía mareomotriz (mareas)
 Energía eólica (viento)
 Energía solar (Sol)
 Energía de la biomasa (vegetación)
 Energía geotérmica (Tierra)
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3.1.1. Energía hidráulica
Contenidos
La energía hidráulica es la producida por el agua
retenida en embalses o pantanos a gran altura. Si en
un momento dado se deja caer hasta un nivel inferior,
esta energía potencial se convierte en energía cinética
y posteriormente, en energía eléctrica en la central
hidroeléctrica.
Ventajas: es una fuente de energía limpia, sin
residuos y fácil de transportar. Además, el agua
embalsada permite regular el caudal del río.
Inconvenientes: La construcción de centrales
hidroeléctricas es costosa y se necesitan grandes
tendidos eléctricos. Además, los embalses producen
pérdidas de suelo productivo y fauna terrestre debido
a la inundación del terreno.
Transformación de la energía potencial del agua en energía eléctrica
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3.1.2. Energía mareomotriz
La energía mareomotriz es la producida por el
movimiento de las masas de agua, generado por
las subidas y bajadas de las mareas. Así como
por las olas que se originan en la superficie del
mar por la acción del viento.
Ventajas: es una fuente de energía fácil de usar
y de gran disponibilidad.
Inconvenientes: solo puede obtenerse en zonas
marítimas que pueden verse afectadas por
desastres climatológicos, dependen de la
amplitud de las mareas y las instalaciones son
grandes y costosas.
El coste económico y ambiental de instalar los
dispositivos para su proceso han impedido una
proliferación notable de este tipo de energía.
Transformación de la energía cinética de las corrientes de agua en electricidad
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3.1.3. Energía eólica
La energía eólica (energía cinética producida por el
viento) se transforma en electricidad en unos aparatos
llamados aerogeneradores (molinos de viento
especiales).
Ventajas: es una fuente de energía inagotable y, una
vez hecha la instalación, gratuita; y
además no
contamina. Al no existir combustión, no produce lluvia
ácida, no contribuye al aumento del efecto
invernadero, no destruye la capa de ozono y no
genera residuos.
Inconvenientes: es una fuente de energía
intermitente, ya que depende de la regularidad de los
vientos. Además, los aerogeneradores son grandes y
caros.
Transformación de la energía cinética del viento en electricidad
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Contenidos
3.1.4. Energía solar
La energía solar es la que llega a la Tierra en forma
de radiación electromagnética (luz, calor y rayos
ultravioleta principalmente) procedente del Sol,
donde ha sido generada por un proceso de fusión
nuclear.
Ventajas: es una energía no contaminante y
proporciona
energía
barata
en
países
no
industrializados.
Inconvenientes:
es
una
fuente
energética
intermitente, ya que depende del clima y del número
de horas de Sol al año.
Además, su rendimiento energético es bastante bajo.
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3.1.5. Energía de la biomasa
La energía de la biomasa es la que se obtiene de los
compuestos orgánicos mediante procesos naturales.
Ventajas: es una fuente de energía limpia y con
pocos residuos que además, son biodegradables. Se
producen de forma continua como consecuencia de la
actividad humana.
Inconvenientes: se necesitan grandes cantidades de
plantas y por tanto de terreno cultivable. Se intenta
"fabricar" el vegetal adecuado mediante ingeniería
genética. Su rendimiento es menor que el de los
combustibles fósiles y produce gases, como el dióxido
de carbono, que aumentan el efecto invernadero.
Con el término biomasa se alude a la energía solar, convertida en
materia orgánica por la vegetación,que se puede recuperar por
combustión directa o transformando esa materia en otros
combustibles, alcohol, metanol o aceite.
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Contenidos
Biocombustibles
Los biocombustibles son combustibles obtenidos mediante el tratamiento físico o químico de
materia vegetal o de residuos orgánicos.
Los biocombustibles son más ecológicos, menos contaminantes, se obtienen a partir de la
fermentación de la biomasa (bioetanol y metano) o por el tratamiento de grasas vegetales
(biodiesel).
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3.1.6. Energía geotérmica
La energía geotérmica se obtiene aprovechando el calor
del interior de la Tierra.
Ventajas: los recursos geotérmicos son mayores que los
recursos fósiles y de uranio. No requiere la construcción
de grandes infraestructuras. Ausencia de ruidos
exteriores. Los residuos que produce son mínimos y
ocasionan menor impacto ambiental que los originados
por el petróleo o el carbón.
Inconvenientes: emisión de ácido sulfhídrico y dióxido
de carbono favoreciendo así el efecto invernadero.
Contaminación de aguas próximas con sustancias como
arsénico y amoniaco. Contaminación térmica. Deterioro
del paisaje. No se puede transportar. Sólo está disponible
en determinados lugares.
Esquema del funcionamiento de una central geotérmica
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Contenidos
3.2. Energías no renovables
Las Fuentes de energía no renovables proceden de recursos que existen en la naturaleza de
forma limitada y que pueden llegar a agotarse con el tiempo.
Las más importantes son:
 Combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural)
 Energía nuclear (fisión y fusión)
3.2.1. Combustibles fósiles
Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas
natural) son sustancias originadas por la acumulación,
hace millones de años, de grandes cantidades de restos
de seres vivos en el fondo de lagos y otras cuencas
sedimentarias.
Ventajas: es una fuente de energía fácil de usar y gran
disponibilidad.
Inconvenientes: emisión de gases contaminantes que
aceleran el "efecto invernadero" y el probable
agotamiento de las reservas en un corto-medio plazo. El
combustible fósil puede usarse quemándolo para obtener
energía térmica o movimiento y también puede
emplearse para obtener electricidad en centrales
termoeléctricas.
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3.2.2. Energía nuclear
La energía nuclear es la energía almacenada en el
núcleo de los átomos que se desprende en la
desintegración de dichos núcleos. Una central nuclear
es una central eléctrica en la que se emplea uranio235, que se fisiona en núcleos de átomos más
pequeños liberando una gran cantidad de energía.
Esta energía se emplea para calentar agua que
convertida en vapor, acciona unas turbinas unidas a
un generador que produce electricidad.
Ventajas: pequeñas cantidades
producen mucha energía.
de
Inconvenientes: escapes radiactivos
radiactivos de muy difícil eliminación.
combustible
y
residuos
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La energía y el medio ambiente
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Contenidos
Centrales térmicas y nucleares
Una central termoeléctrica o central térmica es una instalación que emplea para la
generación de energía eléctrica la energía liberada en forma de calor procedente de la
combustión de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón).
El calor generado se emplea para mover un alternado produciendo así la energía eléctrica. Este
tipo de centrales contaminan el medio ambiente pues liberan dióxido de carbono a la
atmósfera.
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La energía y el medio ambiente
Contenidos
Una central nuclear es una instalación que emplea para la generación de energía eléctrica la
energía liberada en forma de calor procedente de la fisión nuclear del uranio.
Este tipo de centrales no liberan dióxido de carbono, por lo tanto no contaminan la atmósfera,
pero producen residuos nucleares que si lo son y tienen una vida activa de algunos miles de
años.
Actividad 4
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La energía y el medio ambiente
Contenidos
4. Energía y desarrollo sostenible
4.1. Impacto ambiental
Todas las fuentes de energía producen algún grado de impacto ambiental
Se entiende por impacto ambiental al conjunto de posibles
efectos negativos sobre el medio ambiente como consecuencia
de obras u otras actividades.
●
La energía eólica produce impacto visual en el paisaje, ruido de baja frecuencia y
puede ser una trampa para aves.
●
Las grandes presas provocan pérdidas de biodiversidad, generan metano por la
materia vegetal no retirada, provocan pandemias en climas templados y cálidos,
inundan zonas con patrimonio cultural o paisajístico, generan el movimiento de
poblaciones completas y aumentan la salinidad de los cauces fluviales. La construcción
de diques y presas para aprovechar las mareas se ha ralentizado por los altísimos
costos iniciales y el impacto ambiental que suponen.
●
La energía solar es quizás la menos agresiva con el medio ambiente pero los costes
energéticos para producir los paneles solares son tan altos, que se necesita mucho
tiempo en amortizar la inversión.
●
La energía de la biomasa es contaminante ya que produce gases que favorecen el
efecto invernadero. Estos gases, con posterioridad, son reabsorbidos por las plantas
disminuyendo así el impacto ambiental. Además necesita de tierras cultivables para su
desarrollo, disminuyendo así la cantidad de tierras destinadas a la agricultura y la
ganadería.
El uso de esta energía, a la larga, favorecerá los cultivos
energéticos con peligro de aumento del coste de los alimentos.
●
La energía del interior de la tierra contamina las aguas cercanas con arsénico y
amoniaco y deteriora el paisaje.
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La energía y el medio ambiente
Contenidos
Actividad 5
Actividad 6
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La energía y el medio ambiente
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4.2. Consumo de energía
El consumo de energía por parte del ser humano plantea los siguientes problemas:
●
Las fuentes de energías no renovables se agotan a medida que se consumen, por lo
que hay que ahorrarlas para aminorar las consecuencias mientras no sean sustituidas
por otras nuevas.
Las energías no renovables son aquellas que se encuentran en
una cantidad limitada en el planeta y que se agotan a medida
que las vamos consumiendo. Algunas fuentes de energía no
renovables son el petróleo, el carbón, el gas natural y los
minerales radiactivos.
●
La combustión de los combustibles origina gases y hollín que ensucian el aire que
respiramos.
La gasolina de los vehículos y las centrales térmicas donde se
quema el combustible producen estos residuos.
●
Las centrales nucleares no contaminan el aire, pero en cambio, sus residuos son
altamente peligrosos y pueden contaminar gravemente el medio ambiente en caso de
accidente.
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La energía y el medio ambiente
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El consumo de energía afecta de muchas maneras al medio ambiente, desde la emisión de
compuestos tóxicos a la atmósfera al ruido que generan las palas de los aerogeneradores.
Los principales efectos de la energía sobre el medio ambiente son:
 Humos y partículas en suspensión
 Emisión de gases tóxicos, óxidos de nitrógeno, dióxidos de azufre y dióxido de carbono.
 Ruido
 Contaminación de las aguas
 Residuos radiactivos
 Residuos mineros
 Impacto sobre el paisaje
Es un hecho que el clima global está siendo alterado como resultado del aumento de
concentraciones de gases que favorecen el efecto invernadero tales como el dióxido de
carbono, metano, óxidos nitrosos y clorofluorocarbonos. Estos gases cada vez retienen más la
radiación infrarroja terrestre y se espera que hagan aumentar la temperatura planetaria entre
1,5 y 4,5 °C. Este aumento global de la temperatura afecta al régimen global de lluvias y a las
corrientes marinas. Estos potenciales cambios harán grandes alteraciones en los ecosistemas
terrestres.
Para combatir estos devastadores efectos los países industrializados firmaron en 1997 el
Protocolo de Kioto.
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La energía y el medio ambiente
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4.3. Desarrollo sostenible
En la actualidad la mayor parte de la energía que consumimos proviene de fuentes no
renovables. Estas, además de agotarse, contaminan.
Un desarrollo es sostenible cuando es capaz de satisfacer las
necesidades actuales sin comprometer los recursos de las futuras
generaciones. Talar árboles asegurando la repoblación es una
actividad sostenible. Por contra, consumir petróleo no es
sostenible ya que hoy en día no se conoce ningún sistema para
crear petróleo. Hoy en día muchas de las actividades humanas no
son sostenibles a medio y largo plazo tal y como hoy están
planteadas.
Para conseguir un desarrollo sostenible:
●
Trataremos de usar la energía de una manera más eficiente e ir empleando cada vez
más las energías renovables.
●
Es preferible consumir energías de fuentes cercanas que lejanas, así se ahorra en
los transportes que consumen energía.
●
Es preferible consumir energías renovables como la procedente del Sol o la eólica.
Estas energías son inagotables mientras el Sol siga brillando. Son energías limpias y
se puede usar en muchos casos en pequeñas instalaciones reduciendo los costos de
transporte.
●
Son preferibles las fuentes de energía que causen el menor impacto ambiental.
●
No se debe olvidar el uso de la energía procedente de la biomasa ya que es un gran
paso hacia la eliminación de residuos orgánicos.
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La energía y el medio ambiente
Contenidos
Consejos para ahorrar energía
1. Apaga las luces cuando no las necesites. Aprovecha siempre que sea posible la luz
natural, deja abiertas las persianas y cortinas mientras haya claridad. Utiliza bombillas
de bajo consumo. Si en todos los hogares españoles cambiáramos una bombilla de 60W
por otra fluorescente de 11W durante tan sólo una hora a lo largo del año, entre todos
evitaríamos la emisión de 172.800 toneladas de CO 2 a la atmósfera, y ahorraríamos
21,17 millones de euros sólo en la factura de la luz.
2. Apaga el televisor, el vídeo, el equipo de música y el ordenador cuando no los estés
usando. Si los dejas en stand by estás consumiendo hasta un 33% más de energía.
3. No apagues los aparatos con el mando a distancia. Apágalos con el interruptor ya que
continúan consumiendo energía.
4. Evita abrir de forma continua la puerta del frigorífico. La pérdida de frío hace trabajar
más al compresor para que alcance la temperatura programada.
5. Usa las escaleras y evita el ascensor.
6. Utiliza el teléfono con moderación.
7. Sécate bien el pelo con una toalla antes de utilizar el secador. Así reduces el exceso de
humedad y el secador funciona durante menos tiempo.
8. Utiliza la calefacción y el aire acondicionado con moderación. Las temperaturas ideales
son 21ºC para calefacción y 25ºC para el aire acondicionado. Cada grado de más
incrementa el consumo de energía en un 7%, lo que supone un derroche innecesario y
además corremos el riesgo de resfriarnos si los aparatos no están regulados a la
temperatura adecuada.
9. Separa de la basura los materiales que puedan ser reciclados. Cada botella de vidrio
que se recicla, se ahorra la energía que necesitan cinco bombillas de bajo consumo para
funcionar durante cuatro horas.
10. Utiliza el transporte público para reducir la contaminación y el consumo de petróleo. El
uso del coche es la mayor fuente de contaminación y ruido de nuestras ciudades. El
transporte público llega a consumir por pasajero y por kilómetro recorrido hasta seis
veces menos energía que un turismo convencional.
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La energía y el medio ambiente
3
Contenidos
Actividad 7 (las palabras no llevan acentos)
Ciencias de la Naturaleza 3 . 42
3
La energía y el medio ambiente
Para practicar
Actividad 1. La energía en la vida cotidiana
Indica si son verdadero o falso las siguientes proposiciones:
1. El ser humano usa la energía para obtener una mejor calidad de vida.
2. La mayor parte de la energía que usamos es de origen nuclear o fósil.
3. Las "térmicas" queman preferentemente carbón de cuencas cercanas.
4. El transporte de la energía no entraña peligro.
5. Las refinerías transforman el petróleo en gasolinas, queroseno, fuel...
6. El transporte del combustible nuclear no tiene ningún control.
7. La energía final se transporta mediante complejas redes de distribución.
8. Los buques metaneros transportan el gas natural sin ninguna preparación.
9. Los usos de la energía son tan variados como las actividades humanas.
10. En realidad no necesitamos la energía sino el trabajo que nos presta.
Actividad 2. La transformación de la energía
Indica si son verdadero o falso las siguientes proposiciones:
1. Una máquina es un aparato que transforma la energía.
2. Las primeras máquinas utilizaban fuentes de energía naturales.
3. La máquina de vapor se inventó en Inglaterra a finales del siglo XVIII.
4. La máquina de vapor es un motor de combustión externa.
5. La energía térmica es independiente de la temperatura.
6. La comprensión es el primer tiempo de un motor de combustión interna.
7. Las máquinas aprovechan el 100% de la energía suministrada.
8. Las máquinas no han influido en la difusión de la cultura.
9. Los motores de gasolina no contaminan la atmósfera.
10. Todos los cuerpos poseen energía térmica.
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3
La energía y el medio ambiente
Para practicar
Actividad 3. Las fuentes de energía
Indica si son verdadero o falso las siguientes proposiciones:
1. Las energías renovables no están sometidas a ciclos.
2. La energía hidráulica es una fuente de energía limpia, sin residuos.
3. La energía eólica es una fuente de energía intermitente.
4. Las instalaciones de la energía mareomotriz son de bajo coste.
5. La energía solar proporciona energía barata en países no industrializados.
6. Los recursos geotérmicos son menores que los recursos fósiles.
7. La energía de la biomasa se obtiene de compuestos orgánicos.
8. Los residuos radiactivos son de fácil eliminación.
9. Los combustibles fósiles son una fuente de fácil de uso y disponibilidad.
10. Pequeñas cantidades de combustible nuclear producen mucha energía.
Actividad 4. Desarrollo sostenible
Indica si son verdadero o falso las siguientes proposiciones:
1. Las fuentes de energía no producen ningún impacto ambiental.
2. El consumo de energía no plantea ningún problema.
3. El carbón y el petróleo se agotan a medida que se consumen.
4. El consumo de energía no afecta al medio ambiente.
5. Es preferible consumir energías de fuentes cercanas que lejanas.
6. Es preferible consumir energías no renovables que energías renovables.
7. Se debe usar la energía de una manera más eficiente.
8. Dejar los aparatos electrónicos "en espera" no consume energía.
9. El uso del transporte público ahorra energía.
10. Las bombillas de bajo consumo duran más y gastan menos energía.
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3
La energía y el medio ambiente
Recuerda lo más importante
1. La energía en la vida cotidiana
El ser humano, desde siempre, ha buscado formas de utilizar la energía para obtener una
mejor calidad de vida.
Necesitamos energía para la industria, para el transporte por carretera, ferrocarril, marítimo o
aéreo, para iluminar las calles, oficinas, comercios y hogares, para los electrodomésticos que
nos hacen la vida más fácil, para los aparatos multimedia, para la agricultura, para las
telecomunicaciones, para mandar los cohetes al espacio...
Algunas fuentes de energía están instaladas en los tejados y azoteas de nuestras casas
(paneles solares). Otras las encontramos en los montes, en los ríos y en las costas de nuestra
región (aerogeneradores, saltos de agua y molinos de marea). Sin embargo, el carbón, el
petróleo, el gas natural o el uranio se encuentran en minas situadas en países lejanos.
Hoy en día casi toda la energía que utilizamos proviene de tres grandes fuentes: el Sol, la
fisión nuclear y la materia orgánica fósil. El carbón, el petróleo, el gas natural o el uranio
deben ser transportados en barcos, trenes, oleoductos o gaseoductos y deben ser procesados
para su uso final.
2. La transformación de la energía
Las máquinas son un conjunto de aparatos combinados que transforman la energía en otra
forma más adecuada produciendo un efecto determinado sustituyendo el trabajo del operario.
Todas las máquinas necesitan energía para funcionar y realizan funciones que nos son útiles.
Se clasifican según la función principal que desarrollan o por el tipo de energía que emplean.
Las primeras máquinas construidas por los seres humanos utilizaban fuentes de energía
naturales como el viento, las corrientes de agua, el calor del Sol, la combustión de la leña , el
esfuerzo de animales o del propio ser humano.
A partir de la Revolución Industrial, las máquinas empiezan a moverse con la fuerza del vapor
producido por la combustión del carbón o del petróleo. La electricidad es la energía que mueve
las máquinas en el siglo XX.
La máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía
térmica del vapor de agua en energía mecánica.
Los motores de combustión interna son un tipo de máquina que obtiene energía mecánica
directamente de la energía química producida por un combustible que arde dentro de una
cámara de combustión. Los gases producidos en la combustión son los encargados de
presionar al émbolo transformando la energía térmica en trabajo.
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3
La energía y el medio ambiente
Recuerda lo más importante
3. Las fuentes de energía y el desarrollo sostenible
Las fuentes de energía pueden ser renovables o no renovables.
Son fuentes renovables la energía hidráulica (embalses, presas y corrientes de agua), la
energía mareomotriz (mareas), la energía eólica (viento), la energía solar (Sol), la energía de
la biomasa (vegetación y residuos de origen orgánico) y la energía geotérmica (Tierra).
Son fuentes no renovables los combustibles fósiles (petróleo, carbón y gas natural), la energía
nuclear (fisión y fusión nuclear).
Todas las fuentes de energía producen algún grado de impacto ambiental.
Las fuentes de energías no renovables se agotan a medida que se consumen, por lo que hay
que ahorrar mientras no sean sustituidas por otras nuevas.
La combustión de los combustibles origina gases y hollín que contaminan el ambiente y las
centrales nucleares producen residuos muy peligrosos que pueden contaminar gravemente el
medio ambiente en caso de accidente.
Se debe tratar de reducir al mínimo el consumo de combustibles nucleares y fósiles como
fuentes de energía sustituyéndolos paulatinamente por energías limpias y renovables.
Un desarrollo es sostenible cuando es capaz de satisfacer las necesidades actuales sin
comprometer los recursos de las futuras generaciones. Talar árboles asegurando la repoblación
es una actividad sostenible. Por contra, consumir petróleo no es sostenible ya que hoy en día
no se conoce ningún sistema para crear petróleo.
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3
La energía y el medio ambiente
Para saber más
¿Cuánta energía consume una persona?
En casi todos los países del mundo la mitad de la energía primaria se consume mediante su
transformación en energía eléctrica.
El consumo energético por habitante se obtiene dividiendo el consumo total de energía de un
país por su número de habitantes suponiendo que todos los habitantes consumen lo mismo. Si
bien, esto no es del todo cierto, ya que no todos los habitantes de un mismo país consumen lo
mismo pero nos permite hacer comparaciones globales acerca de cuánto se consume en cada
país.
Imaginemos que un país rico consume al año un promedio 14.000 Kwh por habitante. Si un
año tiene aproximadamente 8.760 horas y todo el consumo eléctrico de esos habitantes se
reduce al empleo de una bombilla de 1,5 Kw, esta bombilla podría estar encendida las 24 h del
día.
Sin embargo, otro país con el mismo número de habitantes que el anterior consume al año un
promedio de 1.400 kwh por habitante, estos habitantes podrían hacer lo mismo que los
anteriores apenas unos 50 días al año. O bien pensar que sólo uno pocos habitantes podrían
mantener la bombilla encendida constantemente, mientras que los otros la deberían dejarla
apagada todo el año.
Sin embargo, en un país donde la calidad de vida sea muy inferior y el consumo sea de solo
300 kWh por habitante, la bombilla sólo duraría unos 12 días encendida.
Por lo tanto, el consumo de energía está relacionado con la riqueza de los ciudadanos. Así
pues, los habitantes de los países ricos consumirán más energía que los de los países pobres .
Países
Consumo de energía
Pobres
En desarrollo
Ricos
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La energía y el medio ambiente
Autoevaluación
Indica si son verdadero o falso las siguientes proposiciones
1. Hoy en día casi toda la energía que utilizamos proviene de tres grandes fuentes: el Sol,
la fisión nuclear y la materia orgánica fósil.
2. Las fuentes de energía deben ser procesadas para su uso final.
3. En realidad no necesitamos “energía”, sino el trabajo que nos presta.
4. Las máquinas hacen funcionar una herramienta, sustituyendo el trabajo del operario.
5. El uso de las fuentes de energía no producen efectos sobre el medio ambiente.
6. En un motor de explosión, los gases producidos en la combustión se encargan de
presionar el émbolo transformando la energía térmica en trabajo.
7. El consumo de energía está relacionado con la riqueza de los ciudadanos.
8. Todas las máquinas se caracterizan por realizar funciones que nos son útiles y que
necesitan energía para funcionar.
9. Para mejorar el medio ambiente deberíamos reducir al mínimo el consumo de
combustibles fósiles como fuentes de energía.
10. Los usos de la energía son tan variados como las actividades humanas.
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La energía y el medio ambiente
Actividades
Soluciones
Actividad 1
350.000. a.C.
9.000 a.C.
3.500. a.C
2.000 a.C:
50 a.C.
Siglo XVIII
Siglo XIX
Siglo XX
Siglo XXI
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La energía y el medio ambiente
Actividades
Actividad 2
Transporte
Fábricas
Agricultura
Televisión
Cocina
Coches
Cohetes
Iluminación
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La energía y el medio ambiente
Actividades
Actividad 3
Actividad 4
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La energía y el medio ambiente
3
Actividades
Actividad 5
1. Las grandes presas inundan zonas
2. Los aerogeneradores producen ruidos
3. Los diques tienen un alto coste
Actividad 6
1. La energía solar tiene altos costes de producción
2. La energía de la biomasa necesita terrenos de cultivo
3. La energía geotérmica contamina las aguas
4. La combustión del petroleo produce efecto invernadero
5. La energía nuclear produce residuos radiactivos
Actividad 7 (las palabras no llevan acentos)
Limpias, acida, raciactivos, climatico, agotan, energetico, contamina y renovables
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La energía y el medio ambiente
Para practicar
Actividad 1. La
Actividad 2. La
Actividad 3. Las
Actividad 4. La
energía en la vida transformación de la fuentes de energía transformación de la
cotidiana
energía
energía
1. VERDADERO
1. VERDADERO
1. FALSO
1. FALSO
2. VERDADERO
2. VERDADERO
2. VERDADERO
2. FALSO
3. VERDADERO
3. VERDADERO
3. VERDADERO
3. VERDADERO
4. FALSO
4. VERDADERO
4. FALSO
4. FALSO
5. VERDADERO
5. FALSO
5. VERDADERO
5. VERDADERO
6. FALSO
6. FALSO
6. FALSO
6. FALSO
7. VERDADERO
7. FALSO
7. VERDADERO
7. VERDADERO
8. FALSO
8. FALSO
8. FALSO
8. FALSO
9. VERDADERO
9. FALSO
9. VERDADERO
9. VERDADERO
10. VERDADERO
10. VERDADERO
10. VERDADERO
10. VERDADERO
Autoevaluación
Indica si son verdadero o falso las siguientes proposiciones
1. VERDADERO
2. VERDADERO
3. VERDADERO
4. VERDADERO
5. FALSO
6. VERDADERO
7. VERDFADERO
8. VERDADERO
9. VERDADERO
10. VERDADERO
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